Study of Critical Dynamic Systems’ Behavior
https://doi.org/10.56304/S2079562923010220
Abstract
A phenomenon of dynamic chaos, self-organization is related to stochastic instability and critical behavior of non-linear physical systems of different nature. These processes arise, for example, in phenomenon of condensed media dynamic failure and developed turbulence. In such non-linear systems there occur dynamic dissipative structure cascades, possessing a fractal structure. Multi-fractal properties are characterized by spectral function f(dfi), determined by elements number l behavior, required for covering of fractal sets with similar probabilities Pi ~ ldfi . In both cases, systems transit from one scale-time level to the next one via cascade of bifurcation and quantitative process characteristics at developed stages do not depend on interatomic interaction Hamiltonian. Fractal organization of processes at all scale-time levels testifies to process similarity and permits to assign these processes to a single class of universality. On the whole the system’s evolution is defined not by interatomic interaction Hamiltonians, but by dissipative structures’ incipient cascades. Similar values of fractal dimensions on all studied scales, which characterize the failure structure, allow formation study of microflaws оf failure and macrofailure, as scale spectrum edges of overall process with overall order parameters.
About the Authors
N. I. Sel’chenkovaRussian Federation
А. Ya. Uchaev
Russian Federation
References
1. <em>Бонушкин Е.К. и др.</em> Кинетика динамического разрушения металлов в режиме импульсного объемного нагрева. 1998. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.
2. <em>Кошелева Е.В. и др.</em> Общие закономерности иерархических релаксационных процессов в металлах при воздействии импульсов проникающих излучений. 2015. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.
3. <em>Il’kaev R.I. et al.</em> // Dokl. Phys. 2002. V. 47. P. 341.
4. <em>Il’kaev R.I. et al.</em> // Dokl. Phys. 2003. V. 48. P. 627.
5. <em>Сельченкова Н.И., Учаев А.Я.</em> Разрушение металла под действием проникающей радиации: Курс лекций. 2021. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.
6. <em>Гапонов-Грехов А.В., Рабинович М.И.</em> // Природа. 1981. Т. 2. С. 54.
7. <em>Синай Я.Г.</em> // Природа. 1981. Т. 3. С. 72.
8. <em>Трунин Р.Ф. и др.</em> Экспериментальные данные по ударно-волновому сжатию и адиабатическому расширению конденсированных веществ: Научное издание. 2006. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ.
9. <em>Стаценко и др.</em> // ВАНТ. Сер.: Мат. модел. физ. проц. 2002. Т. 2. С. 18.
10. <em>Прохоров А.М.</em> Физическая энциклопедия. 1988. Москва: Советская энциклопедия.
11. <em>Шредер М.</em> Фракталы, хаос, степенные законы: миниатюры из бесконечного рая. 2001. Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика.
12. <em>Renyi A.</em> // Actual Math. 1955. V. 6 (3-4). P. 285.
13. <em>Mandelbrot B.</em> Fractal Nature Geometry. 1982. New York: WH freeman.
14. <em>Сельченкова Н.И., Учаев A.Я.</em> // Ядерная физика и инжиниринг. 2022. Т. 13 (6). С. 558. [Sel’chenkova, N.I., Uchaev, A.Y. // Phys. At. Nucl. 2022. V. 85 (10). P. 1744].
15. <em>Stanly H.E.</em> Phase Transitions and Critical Phenomena. 1971. Oxford: Clarendon Press.
16. <em>Уилсон К., Когут Дж., Загребнова В.А.</em> Ренормализационная группа и ε-разложение. 1975. Москва: Мир.
17. <em>Feigenbaum M.</em> // Physica D: Nonl. Phenom. 1983. V. 7 (1−3). P. 16.
18. <em>Sholl E.</em> Nonequilibrium Phase Transitions in Semiconductors: Self-Organization Induced by Generation and Recombination Processes. 1987. Berlin: Springer.
Review
For citations:
Sel’chenkova N.I., Uchaev А.Ya. Study of Critical Dynamic Systems’ Behavior. Nuclear Physics and Engineering. 2024;15(1):48-56. (In Russ.) https://doi.org/10.56304/S2079562923010220